Abstract
Genome-wide assosiasjonsstudier (GWASs) har allerede identifisert minst 22 felles mottakelighet loci forbundet med økt risiko for tykktarmskreft (CRC). Denne studien undersøkte sammenhengen mellom disse enkeltnukleotidpolymorfi (SNPs) og kliniske utfall av pasienter med tykk- og endetarmskreft. Syv hundre syttiseks pasienter med kirurgisk reseksjon kolorektal adenokarsinom ble inkludert i studien. Tjueto av de GWAS-identifiserte SNPs ble genotypet ved hjelp av en Sequenom MassARRAY. Blant de 22 SNPs, to (rs1321311G T i
CDKN1A Hotell og rs10411210C T i
RHPN2
) var signifikant assosiert med overlevelse utfallet av CRC i en multivariat overlevelsesanalyse. I en recessiv modell, rs1321311 TT genotypen (vs. GG + GT) og rs10411210 TT genotype (vs. CC + CT) var assosiert med en dårligere prognose for sykdomsfri overlevelse (justert HR = 1,90, 95% konfidensintervall = 1.00 -3,60;
P
= 0,050, justert HR = 1,94, 95% konfidensintervall = 1,05 til 3,57;
P
= 0,034, henholdsvis) og total overlevelse (justert HR = 2,05; 95% konfidensintervall = 1,00 til 4,20;
P
= 0,049, justert HR = 2,06, 95% konfidensintervall = 01.05 til 04.05;
P
= 0,036, henholdsvis). Ingen av de andre SNP var signifikant assosiert med eventuelle clinicopathologic funksjoner eller overlevelse. De foreliggende resultatene tyder på at de genetiske varianter av
CDKN1A plakater (rs1321311) og
RHPN2
(rs10411210) gener kan brukes som prognostiske biomarkører for pasienter med kirurgisk reseksjon tykktarmskreft.
Citation: Kang BW, Jeon HS, Chae YS, Lee SJ, Park JY, Choi JE, et al. (2015) Sammenheng mellom GWAS-Identifiserte genetiske variasjoner og sykdom Prognose for pasienter med tykktarmskreft. PLoS ONE 10 (3): e0119649. doi: 10,1371 /journal.pone.0119649
Academic Redaktør: Peh Yean Cheah, Singapore General Hospital, SINGAPORE
mottatt: 23 juli 2014; Godkjent: 01.02.2015; Publisert: 23 mars 2015
Copyright: © 2015 Kang et al. Dette er en åpen tilgang artikkelen distribueres under betingelsene i Creative Commons Attribution License, som tillater ubegrenset bruk, distribusjon og reproduksjon i ethvert medium, forutsatt den opprinnelige forfatteren og kilden krediteres
Data Tilgjengelighet: All relevant data er i avisen og dens saksdokumenter filer
Finansiering:. Dette arbeidet ble støttet delvis av et National Research Foundation of Korea Grant finansiert av den koreanske regjeringen (NRF-2011-0015862), og delvis av Basic Science Research Program gjennom National Research Foundation of Korea (NRF) finansiert av den koreanske departementet for utdanning, vitenskap og teknologi (NRF-2013R1A1A4A01008144)
konkurrerende interesser:. forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer.
Innledning
selv om fordelen av adjuvant kjemoterapi i resected tykktarmskreft (CRC) er allerede etablert ved flere studier, 40% av pasientene opplever lokale eller fjerne tilbakefall selv etter kurativ reseksjon [1] . Spesielt er heterogeniteten av CRC betraktet som en av de største vanskeligheter for å velge behandlinger og effekten av kjemoterapi synes å variere, avhengig av tumorbiologi. Dermed er en klinisk eller biologisk biomarkør som spår tilbakefall, overlevelse, eller reaksjonsmønstrene til kjemoterapi nødvendig for pasienter med resected CRC.
enkeltnukleotidpolymorfi (SNPs) har allerede blitt mye brukt i kreftutvikling, prognose, og behandlingsrespons. Nylige fremskritt ved hjelp av genomassosiasjonsstudier (GWASs) har aktivert identifisering av flere CRC-relaterte SNPs [2-8]. Uten hensyn, har forskjellige studier også rapportert at genetiske varianter generert fra kandidat-gen eller sti-baserte studier er forbundet med det kliniske resultatet av CRC pasienter, som kan brukes til å kategorisere pasienter med forskjellig overlevelse eller respons på spesifikke behandlinger. Imidlertid har ingen GWAS ennå undersøkt direkte forhold mellom genetiske variasjoner og overlevelse av CRC pasienter. Tre studier har undersøkt forholdet mellom GWAS-identifiserte CRC risiko varianter og de kliniske resultatene av CRC, men to ble utført med en liten sample size og den tredje var fokusert på kaukasiske populasjoner, som skiller seg fra andre etniske grupper [9-11]. Følgelig denne studien undersøkte forholdet mellom GWAS-identifiserte genetiske varianter og de kliniske resultatene av en relativt stor gruppe koreanske CRC pasienter.
Materialer og metoder
Study befolkningen
De vev undersøkt i denne studien ble innhentet fra 776 koreanske pasienter som gjennomgikk en helbredende kirurgisk reseksjon mellom mai 2001 og mai 2008 kl Kyungpook National University Hospital (Daegu, Sør-Korea). Medisinske journaler ble retrospektivt gjennomgått for å identifisere forholdet mellom GWAS-identifiserte genetiske varianter og de kliniske utfall. I korte trekk studien inkluderte pasienter med histologisk bekreftet adenokarsinom i tykktarm og endetarm som gjennomgikk kurativ kirurgi, men ikke fikk neoadjuvant behandling før kirurgi. Hver pasient ble undersøkt hver 3 til 6 måneder for de første tre årene etter diagnose av CRC, og hvert år etterpå, i samsvar med nasjonale retningslinjer. Skriftlig informert samtykke for genetisk analyse inkludert genekspresjon og SNP genotyping ble mottatt fra alle pasienter før operasjonen, og studien ble godkjent av Institutional Forsk ved Kyungpook National University Hospital. CRC diagnose og iscenesettelse ble vurdert i henhold til WHOs klassifikasjoner og TMN klassifikasjoner fra syvende utgaven av det amerikanske Joint Committee on Cancer (AJCC).
SNP utvalg og genotyping
Trettifem polymorfismer assosiert med CRC mottakelighet ble valgt ut fra det amerikanske National human Genome Research Institute (NHGRI) katalog av Publisert Genome-Wide Association Studies (som vist mars 2013). Blant disse 35 polymorfismer ble 22 polymorfismer brukt i denne studien, mens de andre ble ekskludert av følgende grunner: den mindreårige allelfrekvens var ≤ 5% i HapMap JPT data fra det offentlige SNP database (http: //www.ncbi. nlm.nih.gov/SNP) eller SNPs kunne ikke brukes til SEQUENOM er MassARRAY plattform. Alle de fremstilte vev ble umiddelbart sneppes frosset i flytende nitrogen og lagret -80 ° C inntil de aktuelle forsøkene ble utført. Det genomiske DNA ble ekstrahert fra frisk kolorektal mukosal vev ved tidspunktet for kirurgi ved anvendelse av en QIAamp genomisk DNA-kit (Qiagen, Hilden, Tyskland) i henhold til produsentens protokoll. Genotypen Analysen ble utført ved hjelp SEQUENOM sin MassARRAY iPLEX analysen i henhold til produsentens instruksjoner. Å validere genotyping, ble omtrent 5% av prøvene tilfeldig valgt for re-genotyping ved hjelp av et sekvenseringsmetode eller rflp (RFLP) -analyse av en annen søkeren, og resultatene var 100% konkordant.
Statistisk analyse
Hardy-Weinberg likevekt ble testet ved hjelp av en godhet-of-fit χ2 test med en df. Genotypene for hver SNP ble analysert som en tre-gruppe kategorisk variabel (referent modell), og også gruppert etter en dominant og recessiv modell. Total overlevelse (OS) ble målt fra operasjonsdagen til dato for siste oppfølging eller dødsdato. Sykdomsfri overlevelse (DFS) ble beregnet ut fra operasjonsdagen til tilbakefall eller død uavhengig av årsak. Estimert overlevelse ble beregnet ved hjelp av Kaplan-Meier metoden. Forskjellene i OS eller DFS i henhold til SNPs ble sammenliknet med log-rank tester. Cox proporsjonal fare regresjonsmodell ble anvendt for den multivariate overlevelsesanalyser, som alltid ble korrigert for alder ( 64 versus ≥ 64 år), preoperativ CEA nivå (normal versus forhøyet), differensiering (vel og moderat versus dårlig), kjønn ( mannlig versus kvinnelig), primære stedet (colon versus endetarmen), og trinn (i til III). Den proporsjonale farer antakelsen ble kontrollert og alle grafer for de log-log etterlatte funksjoner av de to SNP bistandsgrupper (rs10411210 og rs1321311) var parallelt med unntak av DFS graf av rs10411210. Hazard ratio (HR) og 95% konfidensintervall (KI) ble også beregnet. En cut-off
P
verdi på 0,05 (tosidig) ble vedtatt for alle de statistiske analysene. De statistiske data ble oppnådd ved hjelp av en SPSS programvarepakke (SPSS 11.5 Inc. Chicago, IL, USA) eller SAS Genetisk programvare (SAS Institute, Cary, NC).
Resultater
Pasient og sykdom kjennetegn
de kliniske og patologiske kjennetegn ved pasientene er oppført i tabell 1. median alder var 64 år (21-89), 444 (57,2%) pasienter ble diagnostisert med tykktarmskreft, og 327 (42,1 %) av pasientene hadde kreft i endetarmen. De patologiske etapper etter kirurgisk reseksjon var som følger: stadium I (
N
= 141, 18,2%), stadium II (
N
= 318, 41,0%), og fase III (
N
= 317, 40,9%). Blant 635 pasienter med stadium II eller III sykdommer, 570 pasienter (89,8%) fikk adjuvant kjemoterapi basert på 6 sykluser av 5-fluorouracil /folinsyre ± radioterapi (390), 12 sykluser på 5-fluorouracil /folinsyre /oksaliplatin (n = 67 ), 8 sykluser med kapecitabin (n = 41), eller doxifluridine for 1 år (n = 72).
Generelt behandlingsresultatene
i siste ordnet analyse (desember 2012) hadde 231 pasienter opplevd en sykdom tilbakefall, 163 pasienter hadde dødd som følge av CRC, og 20 pasienter døde av årsaker som ikke er relatert til CRC. På median oppfølging varighet på 78,5 måneder, estimert 5 års OS og DFS for alle pasientene var 83,1% og 76,0% henholdsvis pluss overlevelse varierte avhengig av scenen (P 0,001)
genotypefrekvensene og effekter på overlevelse
Hyppigheten av hver genotype er vist i tabell 2, og ble bekreftet å være i Hardy-Weinberg likevekt (
P
0,05). Blant de 22 SNPs (S1 Bord og S2 Table), to SNPs (rs1321311G T i cyclin-avhengig kinase inhibitor 1A (
CDKN1A
) og rs10411210C T i Rho GTPase bindende protein 2 (
RHPN2
) ble funnet å være signifikant assosiert med overlevelse resultatene av CRC i multivariat overlevelsesanalyse. i recessive modellen rs1321311 TT genotypen (vs. GG + GT) og rs10411210 TT genotype (vs. CC + CT) var assosiert med en dårligere prognose for DFS (justert HR = 1,90, 95% konfidensintervall = 1,00 til 3,60;
P
= 0,050, justert HR = 1,94, 95% konfidensintervall = 1,05 til 3,57;
P
= 0,034, henholdsvis) og OS (justert HR = 2,05, 95% konfidensintervall = 1,00 til 4,20;
P
= 0,049, justert HR = 2,06, 95% konfidensintervall = 01.05 til 04.05;
P
= 0,036, respektivt) (tabell 3 og figur 1) Ingen av de andre SNP var signifikant assosiert med overlevelse med hensyn til clinicopathologic parametre, alder (justert HR for DFS = 1,77;.
P
0,001, justert HR for OS = 2,56;
P
0,001), preoperativ CEA nivå (justert HR for DFS = 1,81;
P
0,001, justert HR for OS = 1,78;
P
= 0,002 ), og patologisk stadium (justert HR for DFS = 2,75;
P
0,001, justert HR for OS = 2,49; P. ble 0,001) identifisert som signifikant assosiert med DFS og OS (tabell 3)
P
verdier tilsvarer multivariat Cox modellen justert for alder, CEA nivå, differensiering, kjønn, primær området, og patologisk stadium.
diskusjon
Den prognostiske effekten av GWAS-identifiserte genetiske varianter ble undersøkt i CRC pasienter som hadde blitt kirurgisk behandlet med kurativ hensikt. Som et resultat av denne studien viste at
CDKN1A
rs1321311 og
RHPN2
rs10411210 polymorfismer blant de 22 utvalgte varianter ble signifikant assosiert med overlevelse etter justering for kliniske og patologiske faktorer.
en GWAS er en undersøkelse av mange vanlige genetiske varianter i ulike individer å oppdage om noen variant er knyttet til en bestemt egenskap. GWASs har allerede vært aktivt anvendt for å utforske sykdoms mottakelighet, prognose, og legemiddelrespons forutsigelse [12]. Hittil har tre nyere studier har undersøkt sammenhengen mellom GWAS-identifiserte CRC risiko varianter og de kliniske resultatene av CRC [9-11]. I vestlige land, Phipps
et al
. undersøkt forholdet mellom GWAS-identifiserte varianter og overlevelse av 2611 CRC pasienter, og fant en sterk sammenheng mellom en SNP (rs4939827) i SMAD 7 gen og redusert sykdomsspesifikk overlevelse og OS [10]. En annen studie basert på vestlige populasjoner evaluert overlevelses resultatene av 285 stadium II eller III CRC pasienter som fikk fluorouracil basert kjemoterapi, og fant en sammenheng mellom en SNP (rs10318) og gjentakelse av trinn II og mellom tre SNPs (rs10749971, rs961253, og rs355527) og gjentakelse av trinn III [9]. Imidlertid bør den påvirkningen av etniske variasjoner også tas i betraktning når man tolker den prognostiske virkningen av GWAS-identifiserte varianter [13]. Dermed vil en fersk undersøkelse utført av Xing
et al
. rapportert en sammenheng mellom to varianter (rs4779584 og rs10795668) og en redusert risiko for overlevelse og en marginal effekt mellom rs10795668 og kjemoterapi i 380 kinesiske CRC pasienter [11]. Uten hensyn, er det flere viktige forskjeller mellom dataene i den foreliggende undersøkelse, og som i tidligere CRC prognostiske studier. Først, gitt den homogene etniske bakgrunn av koreanske pasienter, vil trolig være liten i denne studien eventuelle konfunderende effekt på grunn av etnisitet. Dessuten, denne studien inkluderte et relativt stort antall pasienter. Videre adjuvant behandling søknaden var konsekvent og tap til oppfølging var veldig lavt. Men selv om de foreliggende data identifisert visse genvarianter som en statistisk signifikant prognostisk faktor for overlevelse i operert CRC, disse resultatene må tolkes med forsiktighet. Vurderer flere sammenligning problemet, kan vi ikke utelukke muligheten for en type I feil i analysen av individuelle SNP. Derfor er ytterligere studier med større utvalgsstørrelser nødvendig.
For den aktuelle studien, TT genotypen av
CDKN1A
rs1321311 var signifikant assosiert med dårligere overlevelse utfall.
CDKN1A
er en konservert protein tilhører den CDK inhibitor Cip /Kip familie, som har vært innblandet i cellesyklusregulering [14]. Spesielt er dette molekylet kjent for å være involvert i reguleringen av de grunnleggende cellulære programmer, slik som celleproliferasjon, differensiering, migrasjon, begynnende alderdom, og apoptose [15]. Selv om mekanismen og effekt på kreft er fortsatt ukjent, har flere rapporter antydet at
CDKN1A
kan være en biologisk prediktor og gunstig mål for kreftbehandling ved hjelp av cellesyklusen endring [16]. Interessant nok har flere tidligere studier har vist en sammenheng mellom en redusert uttrykk for
CDKN1A Hotell og gjentakelse av trinn II CRC, sammen med svulst undertrykkelse funksjon i tykktarmen av CDKN1A-mangelfull mus [17,18]. Derfor de ovennevnte funnene tyder på at
CDKN1A
kan være en mulig biomarkør for CRC. Dunlop
et al
. også utført en GWAS meta-analyse for å identifisere felles varianter som påvirker CRC risiko, herunder 29778 tilfeller og 29204 kontroller, og funnet en sterk sammenheng mellom
CDKN1A plakater (rs1321311) polymorfisme og en økt CRC risiko [19]. Tilsvarende denne studien fant også en sammenheng mellom TT genotypen og en tilknytning til et dårligere overlevelse. Det er imidlertid ingen tidligere data på den prognostiske rollen
CDKN1A plakater (rs1321311) polymorfismer i CRC. Hos pasienter med hode- og halskreft, har CT /TT genotype vært forbundet med en dårligere andre primær malignitet risiko enn CC genotype [20].
Et annet funn fra denne studien var en signifikant sammenheng mellom
RHPN2
rs10411210 TT genotype og dårlige overlevelses utfall hos pasienter med kirurgisk reseksjon CRC.
RHPN2
er en mester regulator av aktin cytoskjelettet omorganisering og spiller en rolle i ulike aktin-modulerende protein mål [21]. Men til tross for økende bevis for at
RHPN2
spiller viktige roller i en rekke aspekter av tumorigenese og progresjon av kreft, er det uklart hvorvidt en eller flere polymorfismer i seg selv endrer funksjonen til proteinet uttrykket [22]. Faktisk har flere GWASs allerede etablert en signifikant sammenheng mellom
RHPN2
polymorfisme og en økt risiko for CRC [3,23,24]. Dermed er sammenhengen mellom CRC risiko og TT genotype konsekvent på tvers av disse studiene. Imidlertid har slike tidligere studier kun fokusert på risiko for CRC, og ikke innvirkning på overlevelse utfallet av CRC. Følgelig, de foreliggende resultatene viser at rollen til
RHPN2
polymorfisme fortsatt krever ytterligere klargjøring for å forutsi prognosen av CRC.
I konklusjonen, dagens funn indikerer at genetiske varianter av
CDKN1A Hotell og
RHPN2
kan påvirke prognosen for CRC. Men siden den eksakte mekanismen og funksjon av disse genvariantene har ennå ikke fullt ut definert, dagens funn må bekreftes i flere studier med andre populasjoner for å avklare sammenhengen mellom disse polymorfismer og prognosen for CRC.
Hjelpemiddel Informasjon
S1 Table. Informasjon av 22 genotyper for total overlevelse og sykdomsfri overlevelse
doi:. 10,1371 /journal.pone.0119649.s001 plakater (docx)
S2 Table. Informasjon av 22 genotyper for total overlevelse og sykdomsfri overlevelse justert til multippel sammenligning korreksjon
doi:. 10,1371 /journal.pone.0119649.s002 plakater (docx)
Takk
Dette arbeidet ble støttet delvis av et National Research Foundation of Korea Grant finansiert av den koreanske regjeringen (NRF-2011-0015862), og delvis av grunn Science Research Program gjennom National Research Foundation of Korea (NRF) finansiert av den koreanske departementet for utdanning, vitenskap og teknologi (NRF-2013R1A1A4A01008144).
